一种用混合场域等效无穷远边界传导介质的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用混合场域等效无穷远边界传导介质的方法及系统，利用有限边界传导介质和电阻网络构成混合场域，模拟无穷远边界传导介质场域，在所述混合场域条件下测量待测目标按比例缩放的带电模型的电场分布，得到无穷远边界下的待测目标的电场分布。本设计方法包括电极系最少节点数设计原则、电阻网络参数设计原则和基于标准电极的有效性评价方法。按照本设计方法搭建的实验系统，可以有效测量大尺寸装置在相对较大边界下的电场分布，适用于多种传导介质。相比于解析推导，利用待测目标按比例缩放的模型进行试验，测量的电场数据更接近实际工况，误差更小。

【技术实现步骤摘要】
一种用混合场域等效无穷远边界传导介质的方法及系统
本专利技术属于电场测量
，更具体地，涉及一种用混合场域等效无穷远边界传导介质的方法及系统。
技术介绍
随着对电场研究的深入，其理论日趋成熟，对于大尺寸物体在无穷半空间中的电场特性也展开了一系列的研究，例如舰船在海水中的电场。舰船浸泡在海水中的部分由不同的金属材料制成，不同金属在海水电解质中化学性质不同，产生了不同的稳定电极电位，导致船体表面电位分布不同。不同电位的金属之间发生电连接，腐蚀就随着发生。若能模拟腐蚀引起的船体表面电场变化，从而可研究舰船电场防护问题。目前对舰船电场的研究，大都是基于有限元、边界元、电偶极子等数学模型仿真手段，在一定程度上能模拟海水环境，但由于船体内部桨-轴等复杂结构难以通过软件或理论公式模拟，且船体材料极化曲线试验数据不易获取，因而具有一定的局限性。此外也有物理缩比模型试验方法，将舰船的大尺寸缩比模型直接放在装有海水电解液的水槽中进行实验测量电场数据，该方法中水槽的边界会对舰船电场产生影响，无法完全模拟实际的无穷半空间海水环境，具有一定的局限性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用混合场域等效无穷远边界传导介质的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n利用有限边界传导介质和电阻网络构成混合场域，模拟无穷远边界传导介质场域；/n在所述混合场域条件下测量待测目标按比例缩放的带电模型的电场，得到无穷远边界下的待测目标的电场分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种用混合场域等效无穷远边界传导介质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用有限边界传导介质和电阻网络构成混合场域，模拟无穷远边界传导介质场域；
在所述混合场域条件下测量待测目标按比例缩放的带电模型的电场，得到无穷远边界下的待测目标的电场分布。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电阻网络包括连接在电极片上的n个节点，节点数满足最少节点数设计原则，具体包括：
(2.1)在无穷远边界传导介质中，给定待测目标单位电压，得到无穷远边界传导介质中的实际电场分布；
(2.2)在无穷远边界传导介质中放置电极片，重复(2.1)，得到无穷远边界传导介质中的电场分布；
(2.3)比较放置电极片前后待测目标的电场分布，若误差小于等于最大容许误差，则说明电极片不会对电场的测量造成影响，此时电极片上的节点数为最小值n；若误差大于最大容许误差，则需要增加电极片的节点个数，并返回(2.2)步。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电阻网络包括电阻网络各节点与无穷远边界之间的自电阻和相邻节点之间的互电阻，电阻参数的设计原则包括：
(3.1)给定所有节点相同的电位U1，分别测量每个节点流出的电流Ii，则自电阻的阻值Rii＝U1/Ii；
(3.2)重新给定节点i的电位Ui，其余节点都为零电位，分别测量节点i流向节点j的电流Iij，节点i流向节点k的电流Iik，则节点i与其相邻节点j、k之间的互电阻的阻值Rij＝Ui/Iij，Rik＝Ui/Ii。


4.一种用混合场域等效无...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，张犁，杨思谛，余沐阳，刘昶，胡皓然，李红斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42